Содержание легирующих элементов в быстрорежущих сталях, %

Марка стали	C	W	Сг	V	Мо	Со
Стали нормальной теплостойкости
Р18 Р12 Р9 Р6М5 Р6М3	0,70...0,8 0,8...0,9 0,85...0,95 0,8...0,9 0,85...0,95	17,0...18,5 12,0...13,0 8,5...10,0 5,5...6,5 5,5...6,5	3,8...4,4 3,8...4,4 3,8...4,4 3,8...4,4 3,0...3,5	1,0...1,4 1,5...1,9 2,0...2,6 1,7...2,1 2,0...2,5	До 1,0 До 1,0 До 1,0 5,0...5,5 3,0...3,6	– – – – –
Стали повышенной теплостойкости
10Р8М3 10Р6М5 Р12Ф3 Р9Ф5 Р18Ф2К5 Р6М5К5 Р9К5 Р9К10 10Р6М5Ф2К8	0,96...1,05 1,05 0,94...1,04 1,4...1,5 0,85...0,95 0,8...0,90 0,9...1,0 0,9...1,0 1,0	7,5...8,5 6,0 12,0...13,5 9,0...10,5 17,0...18,5 6,0...7,0 9,0...10,5 9,0...10,5 5,75	3,3...3,9 4,0 3,5...4,0 3,8...4,4 3,8...4,4 3,8...4,3 3,8...4,4 3,8...4,4 4,1	1,7...2,1 2,4 2,5...3,3 4,3...5,1 1,8...2,4 1,7...2,2 2,0...2,6 2,0...2,6 2,1	3,0...3,6 5,0 До 1,0 До 1,0 До 1,0 4,8...5,8 До 1,0 До 1,0 6,0	– – – – 5,0...6,0 4,8...5,3 5,0...6,0 9,5...10,5 8,0
Стали высокой теплостойкости
В11М7К23 В14М7К25 3В20К20Х4Ф	0,1 0,1 0,25	11 14 20	– 4,0	0,5 0,5 1,0	7 7 –	23 25 20

Стали высокой теплостойкости характеризуются пониженным содержанием углерода, но весьма большим количеством легирующих элементов – В11М7К23, В14М7К25, 3В20К20Х4Ф. Они имеют твердость 69...70 HRC_э и теплостойкость 700....720 °С. Наиболее рациональная область их использования – резание труднообрабатываемых материалов и титановых сплавов. В последнем случае период стойкости инструментов в 30…80 раз выше, чем из стали Р18, и в 8…15 раз выше, чем из твердого сплава ВК8. При резании конструкционных сталей и чугунов период стойкости возрастает менее значительно (в 3…8 раз).

В связи с острым дефицитом вольфрама в России и за рубежом разрабатываются безвольфрамовые инструментальные материалы, в том числе быстрорежущие стали. К таким сталям относятся маловольфрамовые Р2М5, Р3М3Ф4К5, Р2М3Ф8, А11Р3М3Ф2 и безвольфрамовая 11М5Ф (см. табл. 2.1). Эксплуатационные свойства указанных сталей близки к свойствам традиционных быстрорежущих сталей соответствующих групп.

Перспективным направлением в повышении качества быстрорежущих сталей является получение их методами порошковой металлургии. Стали Р6М5К5-П (П – порошковая), Р9М4К8-П, Р12М3Ф3К10-П и другие имеют очень однородную мелкозернистую структуру, хорошо шлифуются, меньше деформируются при термообработке, отличаются стабильностью эксплуатационных свойств. Период стойкости режущих инструментов из таких сталей возрастает до 1,5 раза. Наряду с порошковыми быстрорежущими сталями, хорошо зарекомендовали себя так называемые карбидостали, содержащие до 20 % TiC, которые по служебным характеристикам занимают промежуточное место между быстрорежущими сталями и твердыми сплавами.

Твердые сплавы. Эти сплавы получают методами порошковой металлургии в виде пластин или коронок. Основными компонентами таких сплавов являются карбиды вольфрама WC, титана TiC, тантала TaC и ниобия NbC, мельчайшие частицы которых соединены посредством сравнительно мягких и менее тугоплавких кобальта или никеля в смеси с молибденом (табл. 2.2, 2.3).

Твердые сплавы имеют высокую твердость – 88...92 HRA (72...76 HRC_э) и теплостойкость до 850...1000 °С. Это позволяет работать со скоростями резания в 3…4 раза больше, если сравнивать с инструментами из быстрорежущих сталей.

Применяемые в настоящее время твердые сплавы делятся:

1) на вольфрамовые сплавы группы ВК: ВК3, ВК3-М, ВК4, ВК6, ВК6-М, ВК6-ОМ, ВК8 и др. В условном обозначении цифра показывает процентное содержание кобальта. Например, обозначение ВК8 показывает, что в нем 8 % кобальта и 92 % карбидов вольфрама. Буквами М и ОМ обозначается мелкозернистая и особо мелкозернистая структура;

Таблица 2.2